Giám đốc phát triển phần mềm tại Western Digital trong danh sách gửi thư của nhà phát triển hạt nhân Linux, một hệ thống tệp mới có tên Zonefs, nhằm đơn giản hóa công việc cấp thấp với . Zonefs liên kết từng vùng trên ổ đĩa với một tệp riêng biệt có thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu ở chế độ thô mà không cần thao tác ở cấp độ khu vực và khối.
Zonefs không phải là FS tuân thủ POSIX và bị giới hạn ở phạm vi khá hẹp cho phép các ứng dụng sử dụng API tệp thay vì truy cập trực tiếp vào thiết bị khối bằng ioctl. Các tệp liên quan đến vùng yêu cầu các thao tác ghi tuần tự bắt đầu từ cuối tệp (ghi chế độ nối thêm).
Các tệp được cung cấp trong Zonefs có thể được sử dụng để đặt trên các ổ đĩa cơ sở dữ liệu được phân vùng sử dụng cấu trúc lưu trữ dưới dạng nhật ký LSM (hợp nhất có cấu trúc nhật ký), bắt đầu từ khái niệm một tệp - một vùng lưu trữ. Ví dụ: các cấu trúc tương tự được sử dụng trong cơ sở dữ liệu RocksDB và LevelDB. Cách tiếp cận được đề xuất giúp giảm chi phí chuyển mã ban đầu được thiết kế để thao tác với tệp thay vì chặn thiết bị, cũng như tổ chức công việc cấp thấp với các ổ đĩa được phân vùng từ các ứng dụng bằng ngôn ngữ lập trình khác ngoài C.
Dưới ổ đĩa được khoanh vùng thiết bị trên hoặc , không gian lưu trữ trong đó được chia thành các vùng tạo thành các nhóm khối hoặc khu vực, trong đó chỉ cho phép bổ sung dữ liệu tuần tự bằng cách cập nhật toàn bộ nhóm khối.
Ví dụ: phân vùng ghi được sử dụng trong các thiết bị có ghi từ tính lát gạch (, SMR), trong đó chiều rộng rãnh nhỏ hơn chiều rộng của đầu từ và việc ghi được thực hiện với sự chồng chéo một phần của rãnh liền kề, tức là. bất kỳ việc ghi lại nào dẫn đến nhu cầu ghi lại toàn bộ nhóm bản nhạc. Đối với ổ SSD, ban đầu chúng bị ràng buộc thực hiện các thao tác ghi tuần tự với việc xóa dữ liệu sơ bộ, nhưng các thao tác này bị ẩn ở cấp bộ điều khiển và lớp FTL (Lớp dịch Flash). Để tăng hiệu quả đối với một số loại tải nhất định, tổ chức NVMe đã chuẩn hóa giao diện ZNS (Không gian tên được khoanh vùng), cho phép truy cập trực tiếp vào các vùng, bỏ qua lớp FTL.
Trong Linux dành cho các ổ đĩa cứng được khoanh vùng kể từ kernel 4.10 Các thiết bị khối ZBC (SCSI) và ZAC (ATA), đồng thời bắt đầu từ phiên bản 4.13, mô-đun dm-zoned đã được thêm vào, thể hiện ổ đĩa được phân vùng như một thiết bị khối thông thường, ẩn các hạn chế ghi được áp dụng trong quá trình hoạt động. Ở cấp hệ thống tệp, hỗ trợ phân vùng đã được tích hợp vào hệ thống tệp F2FS và một bộ bản vá cho hệ thống tệp Btrfs đang được phát triển, việc điều chỉnh cho các ổ đĩa được phân vùng được đơn giản hóa bằng cách làm việc trong CoW (sao chép trên -chế độ viết).
Hoạt động Ext4 và XFS trên các ổ đĩa được khoanh vùng sử dụng dm-zoned. Để đơn giản hóa việc dịch các hệ thống tệp, giao diện ZBD được đề xuất, giao diện này chuyển các hoạt động ghi ngẫu nhiên vào các tệp thành các luồng hoạt động ghi tuần tự.
Nguồn: opennet.ru